不同等离子熔覆铁基合金涂层在阀门密封面上的应用

在阀门密封面上用等离子熔覆技术制备了Fe45、Fe313和Fe316三种铁基合金涂层.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪表征了熔覆层的显微组织和物相组成.采用维氏硬度计测试了熔覆层的显微硬度,并使用电化学工作站和全浸腐蚀试验测试了它们的耐蚀性.结果表明,Fe45熔覆层呈现均匀的等轴晶组织,Fe313和Fe316熔覆层在与基体接触的区域形成了细晶粒区,而在熔覆层的中部出现了柱状晶组织.3种熔覆层的主要硬质相均为M7C3型碳化物,其中存在固溶相(Fe,Cr).3种熔覆层的显微硬度都高于基体,Fe45、Fe313和Fe316熔覆层的平均显微硬度为629.76、550.51和408.91 HV.Fe316熔覆层的耐蚀性最佳,Fe45熔覆层的耐蚀性最差.     

含碳化钨的镍基和铁基合金激光熔覆层的组织结构与耐盐雾腐蚀性能

采用激光熔覆技术在4Cr5Mo SiV1(H13)钢表面制备了含WC的镍基和铁基合金防护层。借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和盐雾腐蚀试验箱评价了熔覆层的微观形貌、元素成分、组织结构和耐蚀性。结果表明,H13粉末+20%WC复合熔覆层中WC与H13钢的合金元素发生了化学反应,形成新的碳化物分布于晶界,减少了含氯离子的腐蚀介质的渗透通道,阻止了腐蚀介质渗入熔覆层内,其耐盐雾腐蚀性能优于H13粉末熔覆层及Ni55粉末+20%WC复合熔覆层。     

铜对铁基合金激光熔覆涂层的影响

采用激光熔覆技术在Q235A钢表面制备Fe/Cu复合涂层,利用XRD,SEM,TEM和滑动磨损试验等方法研究了Cu对铁基合金激光熔覆涂层的影响.结果表明,未经时效处理的Fe/Cu熔覆层主要是由α-Fe、正交结构的M7C3和M23C6构成.在马氏体上分布着高密度的位错,而且位错沿着熔覆基材向熔覆层方向延伸分布.熔覆层经时效处理后,ε-Cu颗粒沿着M7C3相由过饱和α-Fe中弥散析出,对其周围的位错起钉扎作用.时效后熔覆层的表面耐磨性能显著提高.     

等离子熔覆WC复合厚涂层特性研究

将Ni基合金和Ni包WC粉末混合均匀后事先涂覆在低碳钢基体上，通过非压缩弧等离子熔覆设备在低碳钢上制备Ni包WC复合厚涂层。涂层分为三种重量百分比Ni包WC粉末，分别为5％，10％，15％。应用X衍射（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和显微硬度分析对涂层成分、微观结构和显微硬度进行分析。结果显示涂层和基体之间形成冶金结合，XRD显示主要的相是γ-Ni周溶体，以及Fe2B、Fe3B相和M23C6、M7C3相。发现等离子熔覆区的显微硬度随着Ni包WC粉末含量的增加而提高。     

氩弧熔覆铁基合金 TiB2-Al2 O3涂层冲蚀磨损性能研究

为提高Q255的冲蚀磨损性能,利用氩弧熔覆方法制备了铁基合金TiB2-Al2 O3涂层。熔覆层显微硬度最高为913．5 Hv0．2是基体硬度的5．9倍;熔覆层的冲蚀磨损性能较基体提高了1．77～4．22倍。熔池组织均匀细小,XRD分析显示,熔覆层由Fe、Al、TiO2、TiB2、Fe2 B、Al2 O3相组成。     

激光熔覆Fe基高Cr涂层组织及抗CO_2腐蚀性能研究

采用激光熔覆方法制备了Fe-20Cr、Fe-30Cr、Fe-40Cr共3种不同Cr含量的Fe基涂层。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了涂层的微观组织和物相,借助电化学工作站测试了涂层在含CO2饱和地层水中的腐蚀行为,并与P110套管钢进行了对比。结果表明:激光熔覆Fe基含Cr涂层皆为冶金结合,熔覆层质量良好。在地层水中通入CO2后3种涂层腐蚀趋势变大,但由于表面疏松CaCO3和MgCO3产物的形成,抑制了涂层的腐蚀。低Cr含量的Fe-20Cr涂层具有较高的耐蚀性。Cr含量增加时,由于Cr23C6、Cr7C3等碳化物在晶界处析出,产生晶体贫铬区,进而降低了高Cr含量涂层的耐蚀性,但碳化物析出提高了涂层的硬度。     

不同铁基合金助剂熔渗法制备PDC及其烧结形貌

在高温高压条件下(5.6GPa,1400℃),以不同铁基合金(Fe55Ni26Mn14Co5、Fe55Ni26Co19、FeNi36)为烧结助剂(熔渗质),采用高压熔渗技术制备了金刚石复合片(PDC)。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了PDC的烧结组织形貌,对铁基合金的熔渗机制进行了探讨。实验结果表明,三种合金能够均匀渗透金刚石层,与金刚石颗粒形成了致密交错的网状结构,PDC结合界面复合牢固。腔体的压力差(δP)和温度梯度即为合金熔渗的驱动力。     

MgO对铁基激光熔覆层耐磨性能的影响

采用同步送粉方式,在45钢基材上制备了Mg O添加量分别为0、0.2%、0.4%、0.8%、1.2%(质量分数)的铁基合金熔覆层。通过扫描电镜(SEM)、显微硬度计、耐磨试验研究了不同Mg O加入量对熔覆层组织结构、硬度、耐磨性的影响。结果表明:适量的Mg O明显细化熔覆层的显微组织,使熔覆层的硬度分布均匀,同时改善熔覆层的耐磨性能。     

TiC添加量对等离子熔覆Ni60–WC复合涂层性能的影响

在45钢上通过等离子熔覆制备了WC?TiC?Ni涂层,对其物相、显微硬度和滑动摩擦磨损行为进行了分析.结果表明:熔覆层与基体材料之间为冶金结合,熔覆层表面无裂纹和气孔.TiWC2的形成使得熔覆层的显微硬度和耐磨性得到提高.当TiC的添加量为20％(质量分数)时,涂层的平均显微硬度高达1072.5 HV,较WC/Ni熔覆层高了128 HV,此时涂层的耐磨性最好.     

合金组分对金属陶瓷覆层材料性能影响的研究

以Mo粉、FeB合金粉和Fe粉为基本原料，分别加入C，Cr，Ni或同时加入C，Cr，Ni合金元素成分，采用原位反应真空液相烧结工艺，在Q235钢基体上，制备三元硼化物基金属陶瓷覆层材料。研究了合金组分对覆层材料抗弯强度的影响以及对覆层硬度和耐磨性的影响。研究结果表明：在三元硼化物基金属陶瓷覆层中同时加入5％Cr，2％Ni，0．8％C作为合金组分是覆层的最佳组成，此时覆层材料具有高的抗弯强度，覆层的硬度和耐磨性指标优异。     

铁磁—亚铁磁合金磁体(Ni_xMn_(1-x))[Cr(CN)_6]制备和结构

采用化学合成的方法制备了分子基合金磁体(Ni_xMn_(1-x))_(1.5)[Cr(CN)_6],X-射线分析表明,制备的分子基合金磁体具有面心立方结构,晶格常数随Ni的成分x的增加而减小,红外光谱(IR)分析显示Cr-CN的键的特征随Ni的成分x的变化而改变。     

激光功率对Fe基合金重熔热喷焊层组织和耐磨性的影响

利用金相显微镜和X射线衍射仪等分析手段,研究了Fe基合金热喷焊层在其他工艺参数相同的条件下,经不同激光功率重熔处理后组织结构的变化,并对其硬度和耐磨性进行了测定比较. 结果表明,Fe基合金热喷焊层的组织较粗大,经不同激光功率重熔处理后有不同程度的细化,激光功率越小,重熔热喷焊层组织越细小. Fe基合金重熔热喷焊层组织主要由g-(Fe,Ni)固溶体基体相和Cr7C3, Cr23C6及Cr2B等强化相组成,硬度和耐磨性较原始热喷焊层均有较大幅度提高,激光功率越大硬度和耐磨性越好,硬度提高约16%,耐磨性提高约55%.     

聚氨酯-硬质合金YG8双层涂层的抗磨蚀性能研究

采用聚氨酯喷涂技术和电火花熔覆技术,在基体铸钢0Cr13Ni5Mo表面制备聚氨酯-硬质合金(YG8)双层涂层,表层为聚氨酯涂层,底层为电火花熔覆层YG8;采用扫描电子显微镜(SEM)观察底层熔覆层与基体铸钢结合面的横截面形貌图,发现熔覆层由白亮层、过渡层组成,表面光亮粗糙,与基体冶金结合;并进行磨擦磨损实验和冲蚀实验。结果表明,双层涂层有较小的摩擦系数,抗冲蚀性是基体抗冲蚀性的3.87倍。该双层涂层兼有软、硬涂层的优点,适用于关键零部件的表面防护和二次修复。     

粉煤灰活性氩弧熔覆Al2O3-TiB2-TiC复合涂层组织和性能分析

以铁基合金粉末、Al、TiO2和B4 C粉末为涂覆材料,以高铝粉煤灰、SiO2、MgO、CaF2和CeO2为活性剂,采用活性氩弧熔覆技术在Q235钢表面原位合成Al2O3-TiB2-TiC颗粒增强铁基复合涂层.测试熔覆涂层的物相结构、金相组织、显微硬度和耐磨性能,并与未涂覆活性剂的常规熔覆涂层进行对比分析.结果表明,复合涂层由Al2O3、TiB2、TiC、FeSi2 Ti、FeB2和α-Fe相组成,其与基体界面无气孔、裂纹等缺陷,呈良好的冶金结合;复合涂层测试点的最高显微硬度为1283.4 HV0.2,其在室温干滑动磨损条件下耐磨性良好;粉煤灰复合活性剂的加入可以促进熔覆层与母材之间的良好熔合、增加涂层中新相种类和数目、提高氩弧熔覆效率,这对改善复合涂层的综合性能具有重要意义.     

含硼金属包覆膜的物相结构与含硼金刚石的生成

使用以FeB为硼源的含硼粉末冶金铁基触媒,在六面顶压机上高温高压合成含硼金刚石单晶.金相观察发现,金刚石金属包覆膜由粗大的板条状渗碳体和细密的莱氏体共晶组织构成.X射线衍射(XRD)发现,金属包覆膜的物相组成为(Fe,Ni)3C、(Fe,Ni)3(C,B)、石墨(Gr)以及γ-(Fe,Ni)(A).使用透射电镜(TEM)在包覆膜中发现了颗粒状的Fe3(C,B),条状的γ-(Fe,Ni) 和颗粒状的Fe23(C,B)6.电子探针分析(EPMA)结果表明,硼元素在包覆膜中存在浓度梯度,越接近含硼金刚石,硼元素的含量越高.分析认为,高温高压下硼是以铁-碳-硼化合物的形式通过金属包覆膜向金刚石晶体扩散的,Fe3(C,B)或(Fe,Ni)3(C,B)极有可能是含硼金刚石生长的直接碳源和硼源.     

Mo2FeB2硬质合金覆层材料的耐磨损性能

以Mo粉、Fe-B合金粉,Fe粉为基本原料,掺加适量合金元素Cr,Ni,C,以及有机粘结剂聚乙烯醇缩丁醛,采用真空液相烧结法在Q235钢基体表面制备Mo2＜FeB2硬质合金覆层,获得了力学性能良好且耐磨抗蚀的新型硬质合金覆层材料.研究了Mo2FeB2硬质合金覆层材料耐磨损性能.结果表明:实验载荷为140N时,Q235钢的质量损失为67.94mg,而未掺加合金元素的Mo2FeB2硬质合金覆层的质量损失为7.87mg,因此,Mo2FeB2硬质合金覆层的耐磨损性能远好于Q235钢基体.单独掺加0.8%(质量分数,下同)C,10%Cr的Mo2FeB2覆层样品的质量损失分别为6.27mg和4.64mg,小于未掺合金元素的Mo2FeB2覆样品层的质量损失,覆层的耐磨损性能得到提高.Cr,Ni和C复合掺加的覆层样品的质量损失仅为3.46mg,具有最佳的耐磨损性能.     

车轴钢表面激光熔覆铁基合金涂层研究

通过激光熔覆技术在车轴表面熔覆一层高强度铁基合金形成复合涂层,研究了复合涂层制备过程中,激光功率、扫描速度、送粉量三个参数对熔覆涂层质量的影响,并且通过正交实验法得到最佳制备工艺。测试结果表明,在此工艺下制备的铁基合金涂层的硬度约为890 HV,是原有基体材料EA4T钢(280 HV)的3倍多。对磨实验中,铁基熔覆涂层损失量较小,约为0.1 g,远小于对磨金属的损失量。铁基合金涂层的硬度和耐磨性相较于基材都得到较大提高。     

等离子熔覆镍基涂层抗氧化性能的研究

采用预置式等离子熔覆方法在45钢表面制得Ni60以及Ni60+WC复合涂层,借助扫描电镜、能谱和X-射线衍射仪研究涂层的抗高温氧化性能。结果表明,在氧化膜形成的初期,氧化速率主要由氧的内扩散所控制,在氧化膜形成的后期则以Cr3+的扩散为主;涂层氧化膜的主要成分为SiO2和Cr2O3,其中Ni60+WC涂层表面的氧化膜中还有少量尖晶石结构相NiCr2O4。涂层的抗氧化性由涂层的成分和组织共同决定,WC颗粒的加入对涂层的抗氧化性有所提高。     

激光熔覆TiC-NiCrBSi金属陶瓷涂层中TiC相的形态及分布特征

以TiC-NiCrBSi混合粉末为原料,采用激光熔覆技术在Ti一6Al-4V钛合金表面制备TiC-Ni基金属陶瓷涂层。用扫描电镜和透射电镜观察了熔覆层中TiC的形态、分布及其与基体γ-Ni固溶体的界面结构。结果表明：在激光辐照加热过程中,TiC颗粒发生了部分溶解,在冷却过程中溶解在Ni基合金中的Ti和C原子又以TiC颗粒和树枝晶形式沉淀析出。尺寸较小的液析TiC颗粒多分布在γ-Ni树枝晶内部,尺寸较大的液析TiC颗粒和未溶TiC颗粒多分布在γ-Ni树枝晶之间。当TiC体积分数超过50％时,TiC颗粒在熔覆层中出现聚集现象。熔覆层中液析TiC颗粒与γ-Ni基体之间具有干净、光滑界面结构,未溶TiC颗粒与γ-Ni基体之间具有外延生长界面结构。     

选矿设备熔覆10%氧化铝涂层的研究

针对破碎机、离心机入料口和重介质旋流器等设备的磨损情况,研制添加元素含量为10%氧化铝等离子束熔覆Fe基合金粉末,采用同步送粉的方式,以高能等离子束作为加热源,制得等离子束熔覆Fe基涂层,与基体形成冶金结合。